DE2744779B2

DE2744779B2 - Elektromechanischer Regler für Druck und Temperatur

Info

Publication number: DE2744779B2
Application number: DE19772744779
Authority: DE
Inventors: Martin 6400 Fulda Junk; Hans Ing.(Grad.) 6415 Petersburg Weinhart
Original assignee: M K Juchheim & Co 6400 Fulda GmbH
Current assignee: M K Juchheim & Co 6400 Fulda GmbH
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1977-10-05
Publication date: 1980-11-13
Also published as: DE2744779A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Reeler mit einem Gehäuse und mindestens einem ortsfest angeordneten elektrischen Schalter sowie mit Istwert- und Sollwertanzeige für Druck oder Temperatur, bestehend aus einem unter Druckeinfluß ausdehnbaren Hohlkörper, einer vom Hohlkörper beeinflußbaren Istwert-Zeigerwelle mit Istwertzeiger, einem von der Istwert-Zeigerwelle längsverschiebbar angetriebenen Übertragungsglied, welches an einem in einem Lager schwenkbar gelagerten Schalthebel an einer Stelle »A« angreift, der sich seinerseits an einem Betätigungsglied

ίο des Schalters an einer von »A« verschiedenen Stelle »B« abstützt, sowie aus einer Sollwert-Zeigerwelle mit Sollwertzeiger, durch die die relative Lage des Übertragungsgliedes zur Istwert-Zeigerwelle zusätzlich beeinflußbar ist. Eine spezielle Ausführungsform eines derartigen Geräts ist durch die DE-PS 12 02 026 bekannt. Das betreffende Gerät ist mit einer Bourdon-Spirale ausgestattet, und Sollwert- und Istwert-Zeigerwelle sind koaxial angeordnet. Zwischen der Istwert-Zeigerwelle und dem Übertragungsglied ist ein

:<> gleichfalls koaxialer Getriebekörper mit einer Kurvenbahn für die Verschiebung des auf der Sollwert-Zeigerwelle angeordneten Übertragungsgliedes vorgesehen. Auf der Soliwert-Zeigerwelle ist ein Mitnehmer für die Verdrehung des Übertragungsgliedes gegenüber der

2Ί Kurvenbahn vorhanden, und ferner erstrecken sich die Betätigungsrichtung des Schalters parallel und die Lage des Schalthebels im wesentlichen radial zur gemeinsamen Achse von Sollwert- und Istwert-Zeigerwelle.
In der genannten Druckschrift ist keine Verstellmög-

i" lichkeit für den Schaltpunkt bzw. die Schaltpunkte des elektrischen Schalters beschrieben. Der Verzicht auf eine Justiermöglichkeit fordert jedoch die Einhaltung engster Toleranzen und damit eine kostenaufwendige Fertigung. Hinzu kommt, daß bei dem bekannten Gerät der Schalthebel als Feder ausgebildet ist, so daß sich bei schwankenden Betätigungskräften des Schalters unterschiedliche Schaltpunkte einstellen.

Einstellmöglichkeiten für die Justierung der Schaltpunkte von Mikroschaltern in Druck- oder Temperaturen reglern gehören zum Stande der Technik. So ist es beispielsweise bei Temperaturreglern mit beweglichen Mikroschaliern, die um die Achse der Zeigerwellen schwenkbar sind und durch einen radial wirkenden Nocke.i betätigt werden, üblich, in dem zwischen dem

4"> Nocken und dem Mikroschalter angeordneten Doppelhebel in einem Schenkel dieses Hebels eine Stellschraube vorzusehen. Die Einstellung ist hierbei jedoch kompliziert und nachträglich, d. h. ohne öffnen des Reglergehäuses, überhaupt nicht durchzuführen. Zu

W dem gleichen Zweck ist es auch bereits bekannt geworden, die Kurvenscheibe bzw. den Nocken auf dem Umfang der Istwert-Zeigerwelle zu versetzen. Auch hierbei ist es schwierig, nachträglich eine Änderung der Einstellung vorzunehmen. Zusätzliche Schwierigkeiten

■>■'' im Hinblick auf eine genaue Einstellung entstehen dadurch, daß durch die Betätigungskräfte des Einstellwerkzeugs (Schraubenzieher) eine geringfügige, elastische Verformung des Meßwerks erfolgt, die eine genaue Einstellung in Frage stellt.

M> Durch die GB-PS 13 55 125 ist ein druckabhängig gesteuertes Schaltgerät bekannt, bei dem ein unter Druckeinfluß ausdehnbarer Hohlkörper über einen Schalthebel einen Mikroschalter betätigt. Der Schaltpunkt ist durch eine Justierschraube einstellbar.

^h5 Während das bekannte Schaltgerät noch mit einem Istwertzeiger versehen sein kann, fehlen ein Sollwertzeiger und eine Möglichkeit zur Verstellung von Sollwert und Soüwertzei^er, die unabhän⁰!*⁷ von der

Justierung bzw. der Stellung der Justierschraube ist Das bekannte Schaltgerät ist nicht für die häufige Verstellung eines Sollwertes vorgesehen und kann auch nicht ohne weiteres mit einer Sollwerteinstellung und -Anzeige versehen werden.

Durch das DE-GM 70 40 823 ist ein Druckschalter mit einem Sollwertzeiger und einer zugehörigen Skala bekannt, bei dem ein Mikroschalter zum Zwecke du" Sollwerteinstellung beweglich auf einer mit dem Sollwertzeiger und dessen Einstellknopf verbundenen Schwinge befestigt ist. Das bekannte Schaltgerät besitzt jedoch keinen Istwert-Zeiger. Zur Justierung des Schaitpunktes, die unabhängig von der Einstellung des Sollwertzeigers vorgenommen werden kann, ist eine in einem Schlitz verstellbare Justierschraube vorhanden, durch deren räumliche Verlagerung die wirksame Länge eines auf den Schalter einwirkenden Hebelarms verändert wird. Mit einer Verschiebung der Justierschraube läßt sich zwar eine Übereinstimmung des Schaitpunktes für einen bestimmten Skalenstrich herstellen, nicht unbedingt jedoch für die übrigen Skalenstriche. Die Abweichungen werden dabei um so größer, je weiter sich die Einstellung des Sollwertzeigers von dem Skalenstrich entfernt, für den die justierung vorgenommen wurde. Außerdem ändert sich mit der Länge des wirksamen Hebelarms auch die Schaltdifferenz des Mikroschalters. Schließlich beeinflussen die Einstellkräfte bei der Justierung die genaue Einstellung des Schaltpunktes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eino besonders einfache Einstellmöglichkeit für den eingangs beschriebenen elektromechanischen Regler anzugeben, die auch nachträglich eine genaue Einstellung erlaubt, ohne daß die Betätigungskräfte des Einstellwerkzeuges ihrerseits die Genauigkeit der Einstellung nachteilig beeinflussen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen elektromechanischen Regler erfindungsgemäß dadurch, daß das Lager des Schalthebels an einer Verstelleinrichtung zur Verlagerung des Schaltpunktes bzw. der Schaltpunkte angeordnet ist.

Die besonderen Vorteile einer derartigen Einstellmöglichkeit sind insbesondere im Hinblick auf den ortsfest angeordneten elektrischen Schalter zu sehen. Dadurch ist nämlich die Möglichkeit gegeben, daß das Lager des Schalthebels seinerseits verstellbar am Reglergehäuse oder einem Teil des Reglergehäuses befestigt ist, so daß die bei einer Einstellung auftretenden Kräfte vom Gehäuse unmittelbar aufgefangen und nicht auf das Meßwerk übertragen werden.

Ein weiterer Vorteil stellt sich gemäß der weiteren Erfindung dann ein, wenn die Verstelleinrichtung ein Betätigungsorgan besitzt, welches durch das Gehäuse nach außen geführt ist. Hierbei läßt sich der Schaltpunkt bzw. lassen sich die Schaltpunkte auch bei vollständig geschlossenem Reglergehäuse den gegebenen Betriebsbedingungen anpassen, und zwar auch von weniger geübtem Personal. Vorzugsweise bringt man das Betätigungsorgan für die Verstelleinrichtung in der Rückwand des Reglers an, jedoch sind auch Lösungen denkbar, bei denen das Betätigungsorgan für die Verstelleinrichtung in der Frontplatte oder in der Skala des Reglers angeordnet sind. Die Verlagerung des Betätigungsorgans nach außen hat den zusätzlichen Vorteil, daß auf eine Zugänglichkeit des Gehäuseinnern nicht mehr in dem Umfange geachtet werden muß wie zuvor, so daß sich die Gehäuseal->messungen merklich verringern lassen. Auch der Moitlageaufwand bei der Herstellung wird hierdurch nicht unbeträchtlich verringert. Durch die hierdurch bedingte kompaktere Ausführung wird auch die Reproduzierbarkeit der einzelnen Schaltvorgänge wesentlich erhöht; Umgebungseinflüsse werden zusätzlich verringert.

Eine besonders einfache und zuverlässige Ausführungsform einer von außen bedienbaren Verstelleinrichtung ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung aus einem

ι« Lagerbock und aus einer in den Lagerbock eingreifenden Stellschraube besteht, wobei der Lagerbock in einer Cehäusebohrung teleskopartig verschiebbar und der Kopf der Stellschraube von außen zugänglich in einer Außenwand des Gehäuses am Ende der Gehäusebohrung fingeordnet ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung stellen sich unabhängig davon ein, welche Art von Hohlkörpern verwendet wird, die unter dem Einfluß eines Druckes ausdehnbar sind. Die Erfindung ist gleich gut geeignet für Regler mit Dosenmembranen und mit Bourdon-Spiralen. Bei Reglern mit Bourdon-Spiralen empfiehlt sich die eingangs beschriebene koaxiale Anordnung der Zeigerwellen, wobei gleichfalls koaxial auch der Getriebekörper mit der Kurvenbahn und das

_>-. Übertragungsglied angeordnet sind. Bei einem derartigen Regelgerät wird die Bewegungsrichtung der beweglichen Teile durch die gemeinsame Achse der Zeigerwellen vorgegeben. Es ist daher bei einem derartigen Regelgerät besonders vorteilhaft, wenn die

jo konstruktiven Maßnahmen in der Weise ergriffen werden, daß die: Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung parallel zur Achse der Zeigerwellen verläuft.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Schalthebel an der Stelle »A« des Kraftangriffs auf das Übertragungs-

ij glied in Richtung auf das Übertragungsglied konvex ausgebildet ist. Der Vorteil liegt darin begründet, daß der Schalthebel bei einer Verstellung seines Lagc-rs sowie beim Betrieb des Reglers eine Abwälzbewe^ung auf dem Übertragungsglied ausführt, welche durch die bombierte Ausbildung des Schalthebels begünstigt wird. Gemäß der weiteren Erfindung sollen der elektrische Schalter und die Schalteranschlüsse auf einer vom Schaltergehäuse getrennten Platine angeordnet werden. Hierdurch ist es möglich, die elektrischen Elemente

v, des Reglers als geschlossene Baugruppe in das Gehäuse einzusetzen und beispielsweise mit dem gleichen Reglertyp auch unterschiedliche elektrische Elemente zum Einsatz zu bringen. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung schafft hierbei die Möglichkeit, etwaige Toleranzen der an sich vorteilhaften Platinenanordnung zusätzlich ausgleichen zu können. Außerdem ist es innerhalb gewisser Grenzen möglich, elektrische Schalter unterschiedlicher Längenabmessungen zu verwenden. Die eingesetzte Platine schafft die zusätzli-

Vi ehe Möglichkeit, nach Art einer gedruckten Schaltung erzeugte Leiterbahnen für die elektrische Verbindung des Schalters mit den Schalteranschlüssen zu verwenden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes

wi und seine Wirkungsweise seien nachfolgend anhand der Figur näher erläutert, die einen Axialschnitt durch ein vollständiges Regelgerät zeigt.

Das Gehäuse 1 des Reglers besieht aus einem Grundkörper 2 und einer Außenhülle 3, die innerhalb

f>5 eines Flanschrandes 4 eine Frontscheibe 5 besitzt. Hinter der Frontscheibe ist mit etwas Abstand eine Skala 6 angeordnet. Den hinteren Verschluß des

Zwischen der Gehäuserückwand 7 und der Frontscheibe 5 erstreckt sich eine durchgehende Sollwert-Zeigerwelle 8, auf deren vorderem Ende ein Einstellknopf 9 für die Sollwerteinstellung angeordnet ist. Auf der Sollwert-Zeigerwelle 8 ist längsbeweglich ein Übertragungsglied 10 angeordnet, welches aus einer Führungshülse U und einem Querbalken 12 besteht, der an einem Ende einen achsparallelen Fortsatz 13 aufweist. Am freien Ende dieses Fortsatzes befindet sich ein radial nach innen gerichteter Führungsstift 14, der in eine Kurvenbahn 15 eingreift, die Teil eines Getriebekörpers 16 ist. Durch den Eingriff des Führungsstiftes 14 in die Kurvenbahn 15 erzeugt eine Drehung des Übertragungsgliedes 10 gegenüber dem (festgehaltenen) Getriebekörper 16 eine achsparallele Bewegung des Übertragungsgliedes 10. Die Drehung des Übertragungsgliedes 10 wird durch einen Mitnehmer 17 bewirkt, der mittels eines Gewindestiftes 18 verdrehfest auf der Sollwert-Zeigerwelle 8 angeordnet ist und an einem Ende durch eine Ausnehmung 19 gabelförmig ausgebildet ist und den Fortsatz 13 zum Zwecke einer Mitnahme zwischen sich einschließt. Auf dem vorderen Ende der Zeigerwelle 8 befindet sich verdrehfest ein Sollwertzeiger 20, der die Stellung der Zeigerwelle 8 auf der Skala 6 anzeigt

Auf der Sollwert-Zeigerwelle 8 ist koaxial eine hohle Istwert-Zeigerwelle 21 drehbar angeordnet, die verdrehfest einen Istwertzeiger 22 trägt. Die Istwert-Zeigerwelle wird von einem ausdehnbaren Hohlkörper 22 gedreht, der im vorliegenden Falle als Bourdon-Spirale 23 ausgeführt ist. Zu diesem Zweck ist das eine Ende der Bourdon-Spirale an einer ortsfesten Stütze 24 befestigt, die gleichzeitig das Druckmedium in die Bourdon-Spirale leitet, während das andere Ende mit der Istwert-Zeigerwelle verbunden ist. Eine Druckänderung in der Bourdon-Spirale teilt sich in bekannter Weise der Zeigerwelle 21 als Drehbewegung mit. Mit der Istwert-Zeigerwelle 21 ist verdrehfest der bereits beschriebene Getriebekörper 16 verbunden. Eine Drehbewegung des Getriebekörpers 16 gegenüber dem (festgehaltenen) Übertragungsglied 10 erzeugt gleichfalls eine achsparallele Verschiebung des Übertragungsgliedes 10.

Aufgrund der sich überlagernden Bewegungen von Istwert- und Sollwert-Zeigerwelle hat das Übertra-

^r> gungsglied 10 stets; dann die gleiche räumliche Lage, wenn Istwert- und Sollwertzeiger die gleiche relative Lage zueinander haben. Sobald sich das Verhältnis von Sollwert zu Istwert ändert, führt das Übertragungsglied 10 einen Hub aus, der sich einem Schalthebel 25 mitteilt.

ίο der einseitig in einem Lager 26 in Richtung der Zeigcrwellen schwenkbar gelagert ist. Der Schalthebel 25 hat eine zur Zeigerwelle in wesentlichen radiale Erstreckung und stützt sich an der Stelle A am Übertragungsglied 10 ab. Zwischen der Stelle »-4« und

i) dem Lager 26 stützt sich der Schakhebel 25 an einer Stelle B auf dem Betätigungsglied 27 eines elektrischen Schalters 28 ab, wobei die Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes 27 parallel zur gemeinsamen Achse der Zeigerwellen verläuft.

Das Lager 26 des Schalthebels 25 ist an einer Verstelleinrichtung 29 angeordnet, die aus einem Lagerbock 30 und einem Betätigungsorgan 31 besteht, welches durch eine in den Lagerbock 30 eingreifende Stellschraube 32 gebildet wird. Der Lagerbock 30 ist

r. teleskopartig verschiebbar in einer Gehäusebohrung 33 angeordnet, wobei die Verschiebung durch Drehen des Betätigungsorgans 31 bewirkt wird. Das Betätigungsorgan 31 ist von außen zugänglich in einer Außenwand des Gehäuses 1 angeordnet, im vorliegenden Falle in der

jo Gehäuserückwand 7. Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Betätigungsorgans 31 und damit eine unbeabsichtigte Verstellung des Lagerbocks 30 zu verhindern, ist die Stellschraube 33 von einer Druckfeder 34 umgeben, die sich gegen den Schraubenkopf einerseits

is und gegen den Lagerbock 30 andererseits abstützt. Durch Verdrehen des Betätigungsorgans 31 beispielsweise mit einem Schraubenzieher läßt sich der Lagerbock 30 in der einen oder anderen Richtung parallel zur Achse der Zeigerwellen verschieben, wodurch der Schaltpunkt bzw. die Schaltpunkte des Schalters 28 entsprechend verlagert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromechanischer Regler mit einem Gehäuse und mindestens einem ortsfest angeordneten elektrischen Schalter sowie mit Istwert- und Sollwertanzeige für Druck oder Temperatur, bestehend aus einem unter Druckeinfluß ausdehnbaren Hohlkörper, einer vom Hohlkörper beeinflußbaren Istwert-Zeigerwelle mit Istwertzeiger, einem von der Istwert-Zeigerwelle längsverschiebbar angetriebenen Übertragungsglied, welches an einem in einem Lager schwenkbar gelagerten Schalthebel an einer Stelle »A« angreift, der sich seinerseits an einem Betätigungsglied des Schalters an einer von »A« verschiedenen Stelle »B« abstützt, sowie aus einer Sollwert-Zeigerwelle mit Sollwertzeiger, durch die die relative Lage des Übertragungsgliedes zur Istwort-Zeigerwelle zusätzlich beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (26) des Schalthebels (25) an einer Verstelleinrichtung (29) zur Verlagerung des Schaltpunktes bzw. der Schaltpunkte angeordnet ist.

2. Elektromechanischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (29) ein Betätigungsorgan (31) besitzt, welches durch das Gehäuse (1) nach außen geführt ist.

3. Elektromechanischer Regler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (29) aus einem Lagerbock (30) und aus einer in den Lagerbock eingreifenden Stellschraube (32) besteht, wobei der Lagerbock in einer Gehäusebohrung (33) teleskopartig verschiebbar und der Kopf der Stellschraube von außen zugänglich in einer Außenwand des Gehäuses (1) am Ende der Gehäusebohrung angeordnet ist.

4. Elektromechanischer Regler mit mindestens einer Bourdon-Spirale nach Anspruch 1, bei dem Sollwert- und Istwert-Zeigerwelb koaxial angeordnet sind, bei dem zwischen der Istwert-Zeigerwelle und dem Übertragungsglied ein gleichfalls koaxialer Getriebekörper mit einer Kurvenbahn für die Verschiebung des auf der Sollwert-Zeigerwelle angeordneten Übertragungsgliedes angeordnet ist, bei dem auf der Sollwert-Zeigerwelle ein Mitnehmer für eine Verdrehung des Übertragungsgliedes gegenüber der Kurvenbahn vorhanden ist und bei dem sich die Betätigungsrichtung des Schalters parallel und die Lage des Schalthebels im wesentlichen radial zur gemeinsamen Achse von Sollwert- und Istwert-Zeigerwelle erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung (29) gleichfalls parallel zur Achse (χ-χ)άζν Zeigerwelle (8,21) verläuft.

5. Elektromechanischer Regler nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (25) an der Stelle (»A«) des Kraftangriffs auf das Übertragungsglied (10) in Richtung auf das Übertragungsglied konvex ausgebildet ist.

6. Elektromechanischer Regler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerbock (30) und der Stellschraube (32) eine Druckfeder (34) angeordnet ist.